Forskare har lyckats ta fram ett beläggningsmaterial som kan skrivas på med UV-ljus och skriften raderas igen med syre. Ändringar av omskrivbart papper kan bidra till att minska papperssvinnet i en mängd olika tillämpningar. Materialet är tillverkat av tre icke-toxiska komponenter och produceras i ett enda syntessteg, som beskrivs i tidskriften Angewandte Chemie .

Yadong Yin och hans team baserat vid University of California, Riverside (USA) fokuserade på titania (TiO₂ ) nanokristaller för att producera ett ljuskänsligt, omskrivbart system. Nanokristallint TiO₂ , en halvledare, mörknar när den bestrålas med ultraviolett (UV) ljus på grund av laddningsseparation och reduktion av titanatomer. Kritiskt sett är färgförändringen inte permanent eftersom syre i luften återoxiderar titanet och orsakar en återgång till transparens.

Teamet av forskare koncentrerade sig på att upprätthålla färgförändringen under en längre tid. De använde kväve som dopningsmedel, som de fick från urea, och dekorerade kristallerna med ett vanligt icke-giftigt ämne som heter dietylenglykol. Detta ämne, tillsatt till syntesen som lösningsmedel, spelade också en avgörande roll i färgförändringen; forskarna noterade att det avlägsnade överflödiga elektronhål och så försenade reoxidation och en återgång till det transparenta tillståndet.

När de applicerades på glas eller papper bildade nanokristallerna en enhetlig beläggning som kunde skrivas på med UV-ljus. Allt som behövdes för att producera skriften var 30 sekunders belysning med en ljuskälla vid en våglängd på mindre än 400 nm. Teamet betonade att det inte var nödvändigt att använda en stark ljuskälla; lampor i effektområdet för lysdioder var tillräckliga för att producera en hög kontrast på materialet.

Teamet utforskade två metoder för ljusskrivning. Först producerade de mönster eller tryckt text genom att belysa pappers- eller glassubstratet genom en fotomask. De producerade också frihandsskrivning med laserpenna. Båda alternativen gav ett mönster med hög kontrast som var stabilt i många timmar och som antingen kunde raderas genom uppvärmning eller bleknas långsamt på grund av oxidation. Teamet påpekar att det är möjligt att förlänga utskriftens livslängd genom att täcka filmytan med ett skyddande lager av en giftfri polymer, vilket minskar exponeringen för syre.

Den största fördelen med systemet som producerats av Yin och hans team är dess återanvändbarhet. Studien visade att upp till 50 skriv-raderingscykler kunde slutföras utan någon märkbar förlust av kontrast. Detta innebär att tekniken skulle kunna tillämpas inom ett antal områden där återanvändbara/omskrivbara ytor krävs; till exempel dagliga transportbiljetter, informationstavlor, datalagring eller sensorteknik. Författarna lyfter fram den enkla produktionsmetoden, med användning av vanliga, giftfria utgångsmaterial, och den höga graden av kompatibilitet med andra material. + Utforska vidare

Inget bläck krävs:papper kan skrivas ut med ljus